KR20160062949A - Apparatus for insulation design of high voltage direct current transmission system - Google Patents

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Abstract

An apparatus for performing the insulation design of a high voltage direct current (HVDC) transmission system is provided. The apparatus for insulation design according to an embodiment comprises: a first insulation model generation unit which generates an insulation model for the entire system of the HVDC system; a second insulation model generation unit which divides the HVDC system into a plurality of regions and generates an insulation model for each divided region; and an insulation verification unit which verifies whether an insulation model generated through the first insulation model generation unit and a region-dependent insulation model generated through the second insulation model generation unit satisfy a desired withstanding voltage, wherein the second insulation model generation unit selects the positions of each facility, device and arrester of the HVDC transmission system through a system single line diagram to select a representative facility in the HVDC system, divides the HVDC system into the plurality of regions based on the selected representative facility, and generates an insulation model for each divided region. The present invention is designed to provide an insulation design apparatus and method for providing convenience in insulation design and removing inconvenience in design.

Description

고전압 직류 송전 시스템의 절연 설계 장치{APPARATUS FOR INSULATION DESIGN OF HIGH VOLTAGE DIRECT CURRENT TRANSMISSION SYSTEM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an insulation design apparatus for a high-voltage DC transmission system,

본 발명은 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 HVDC 시스템의 절연 설계 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high voltage direct current transmission (HVDC) system. More particularly, the present invention relates to a method of designing an HVDC system.

고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템은 고전압 직류를 통해 전기를 멀리 보낸다.High voltage direct current transmission (HVDC) systems send electricity away through high voltage DC.

일반적으로 HVDC 시스템은 가공 선로나 해저 케이블을 이용하여 전기를 전달한다.In general, HVDC systems deliver electricity using wire or submarine cables.

HVDC 시스템은 투자 비용 적다는 것과, 케이블 길이의 한계가 없다는 것과, 전력 전송 손실이 적다는 장점으로 인해, 많이 활용되고 있다.HVDC systems are widely used because of the low investment cost, the lack of cable length limitations, and the low power transmission losses.

HVDC 시스템은 고전압 직류를 통해 전기를 전달하므로, 절연 설계의 중요도가 높다. 종래의 절연 설계 방식은 정해진 전압 값에 환경 요소와 오염도를 곱하는 방식을 취한다. 이 방식에 따르면, 시스템이 변할 때 마다 계산을 다시 수행되어야 하고, HVDC 시스템의 설계 값이 절연 설계에 반영되지 못하는 문제점이 있다. 특히, 실제 시스템 적용 시에는 각 섹션 별, 전압 변동 별로 절연을 재 설계해야 하는 번거로움이 존재한다.Since HVDC systems transmit electricity through high-voltage DC, the importance of insulation design is high. In the conventional insulation design method, a predetermined voltage value is multiplied by the environmental factor and the pollution degree. According to this method, the calculation has to be performed again every time the system changes, and the design value of the HVDC system is not reflected in the insulation design. In particular, there is a need to redesign the insulation for each section and for each voltage variation when the actual system is applied.

실시 예에서는, 절연 설계의 편의성을 제공하고 설계의 번거로움을 제거하는 절연 설계 장치 및 방법을 제공한다.Embodiments provide an insulation design apparatus and method that provide convenience of insulation design and eliminate the design hassle.

또한, 실시 예에서는 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 구분한 영역별로 절연 모델링을 수행할 수 있는 절연 설계 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the embodiment provides an insulation design apparatus and method for dividing an HVDC system into a plurality of regions and performing insulation modeling for each of the divided regions.

또한, 실시 예에서는 HVDC 시스템이 변경되는 경우, 전체 시스템에 대한 절연 설계를 재해석하지 않으면서 필요한 특정 영역에 대한 절연 설계만을 부분적으로 수행할 수 있도록 한 절연 설계 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the embodiment provides an insulation design apparatus and method in which, when a HVDC system is changed, only an insulation design for a specific area required can be partially performed without reinterpreting the insulation design for the entire system.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the technical objectives to be achieved by the embodiments are not limited to the technical matters mentioned above and that other technical subjects not mentioned are apparent to those skilled in the art to which the embodiments proposed from the following description belong, It can be understood.

실시 예에 따른 절연 설계 장치는, 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템의 절연 설계를 수행하는 절연 설계 장치에 있어서, 상기 HVDC 시스템의 전체 시스템에 대한 절연 모델을 생성하는 제 1 절연 모델 생성부; 상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 구분한 영역별로 절연 모델을 생성하는 제 2 절연 모델 생성부; 및 상기 제 1 절연 모델 생성부를 통해 생성된 절연 모델과, 상기 제 2 절연 모델 생성부를 통해 생성된 영역별 절연 모델이 요구 내전압을 만족하는지 검증하는 절연 검증부를 포함하며, 상기 제 2 절연 모델 생성부는, 시스템 단선도를 통하여 상기 HVDC 시스템의 각 설비, 기기 및 피뢰기의 위치를 선정하여 상기 HVDC 시스템에서 대표되는 설비를 선정하고, 상기 선정된 대표 설비를 기준으로 상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하며, 상기 구분된 영역별로 절연 모델을 생성한다.An insulation design apparatus according to an embodiment of the present invention is an insulation design apparatus for performing insulation design of a high voltage direct current transmission (HVDC) system, the insulation design apparatus comprising: a first insulation A model generation unit; A second insulation model generation unit for dividing the HVDC system into a plurality of regions and generating an insulation model for each of the divided regions; And an insulation verification unit for verifying whether the insulation model generated by the first insulation model generation unit and the insulation model for each area generated through the second insulation model generation unit satisfy a required withstand voltage, , The location of each facility, equipment, and lightning arrester of the HVDC system is selected through the system disconnection diagram to select a facility represented by the HVDC system, and the HVDC system is divided into a plurality of areas based on the selected representative facility , And generates an insulation model for each of the divided areas.

또한, 상기 제 2 절연 모델 생성부는, 상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하기 위한 자료를 수집하는 자료 수집부와, 상기 수집된 자료를 기초로 상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하는 절연 설계 영역 구분부와, 상기 절연 설계 영역 구분부를 통해 구분된 복수의 영역의 각각에 대한 절연 모델을 생성하는 절연 모델링부를 포함한다.The second insulation model generation unit may include a data collection unit for collecting data for dividing the HVDC system into a plurality of regions, an insulation design region for dividing the HVDC system into a plurality of regions based on the collected data, And an insulation modeling unit for generating an insulation model for each of a plurality of regions divided through the insulation design region dividing unit.

또한, 상기 절연 설계 영역 구분부는, 상기 HVDC 시스템을 송전 측 교류 파트, 송전 측 변전 파트, 직류 송전 파트, 수요 측 변전 파트, 수요 측 교류 파트, 송전 측 트랜스포머 파트, 송전 측 교류-직류 컨버터 파트, 수요 측 직류-교류 컨버터 파트 및 수요 측 트랜스포머 파트 중 적어도 2개 이상을 포함하는 영역으로 구분한다.The HVDC system may further include a power supply side AC part, a power transmission side power supply part, a DC transmission part, a demand side power supply part, a demand side AC power part, a power transmission side transformer part, a power transmission side AC- A demand side DC-AC converter part, and a demand side transformer part.

또한, 상기 제 2 절연 모델 생성부는, 상기 구분된 영역별로 스트레스 전압을 구분하여 적용하고, 상기 적용된 스트레스 전압을 기준으로 상기 구분된 영역별 절연 거리를 산정하는 시스템 절연 설계부를 더 포함한다.The second insulation model generation unit may further include a system isolation design unit for dividing and applying the stress voltage to each of the divided regions and calculating the insulation distance for each divided region based on the applied stress voltage.

또한, 상기 제 2 절연 모델 생성부는, 운전 최고 전압을 기준으로 상기 구분된 영역별로 절연 모델을 생성하는 영역별 제 1 모델링부와, 환경 요소 팩터를 토대로 절연 거리 변화를 검토하여 상기 제 1 모델링부를 통해 생성된 영역별 절연 모델을 수정하는 영역별 제 2 모델링부를 포함한다.The second insulation model generation unit may include a first modeling unit for each region to generate an insulation model for each of the divided regions based on the operation maximum voltage, And a second modeling unit for each region for modifying the insulation model for each region generated through the second modeling unit.

또한, 상기 제 1 절연 모델 생성부는, 상기 HVDC 시스템의 과전압 및 상기 정격 전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템을 모델링하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 생성하는 제1 절연 모델링부와, 상기 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정하는 절연 레벨 산정부와, 상기 절연 협조 내전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 수정하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는 제2 절연 모델링부와, 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 기준 내전압을 만족하는 정격 절연 레벨을 산정하는 정격 절연 레벨 산정부와, 상기 HVDC 시스템을 분석하여 상기 HVDC 시스템의 과전압 및 정격 전압을 산출하는 시스템 분석부를 포함한다.The first insulation modeling unit may include a first insulation modeling unit for modeling the HVDC system based on the overvoltage and the rated voltage of the HVDC system to generate an insulation basic model of the HVDC system, An insulation level estimating unit for determining an insulation cooperative withstand voltage suitable for performing the function of the insulation basic model of the HVDC system by carrying out an insulation calculation and an insulation level estimating unit for correcting the insulation basic model of the HVDC system based on the insulation co- A second insulation modeling unit for generating an insulation model of the HVDC system; a rated insulation level calculating unit for calculating a rated insulation level satisfying a reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system; And a system analysis unit for calculating a voltage.

또한, 상기 제 1 절연 모델 생성부는, 상기 제 2 절연 모델 생성부를 통해 생성된 영역별 절연 모델을 토대로 상기 영역별 임피던스 변화에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 수정하여 수정된 절연 모델을 생성하는 제3 절연 모델링부를 더 포함한다.The first insulation model generation unit may generate the modified insulation model by modifying the insulation model of the HVDC system on the basis of the impedance change of each area based on the insulation model for each area generated through the second insulation model generation unit And a third insulation modeling unit.

또한, 상기 제2 절연 모델링부는 상기 HVDC 시스템의 실제 운전 상태와 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 상태의 차이 및 절연 협조 내전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 수정하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성한다.The second insulation modeling unit may modify the insulation basic model of the HVDC system based on the difference between the actual operation state of the HVDC system and the insulation basic model of the HVDC system and the insulation co- .

또한, 상기 HVDC 시스템의 실제 운전 상태와 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 상태의 차이는 환경 요소의 차이, 구성 요소의 시험의 차이, 제품 특성의 편차, 설치 상태의 차이, 운전 수명의 차이, 안전을 위해 고려되어야 할 안전 팩터 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the difference between the actual operation state of the HVDC system and the state of the insulation basic model of the HVDC system is determined by the difference of the environmental factors, the difference of the test of the components, the deviation of the product characteristics, And a safety factor to be taken into account.

또한, 상기 제 1 절연 모델 생성부는, 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 요구 내전압을 산정하는 요구 내전압 산정부와, 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 기준 내전압을 산정하는 기준 내전압 산정부를 더 포함한다.The first insulation model generation unit may include a required withstand voltage calculation unit that calculates a requested withstand voltage of the insulation model of the HVDC system and a reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system from a required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system And further includes a reference withstand voltage calculation unit.

또한, 상기 기준 내전압 산정부는 시험 상태, 시험 변환 요소, 전압 범위 중 적어도 하나에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 기준 내전압을 산정한다.Further, the reference withstand voltage calculation section calculates a reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system from a required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system based on at least one of a test state, a test conversion element, and a voltage range.

또한, 상기 정격 절연 레벨은 상기 HVDC 시스템의 하나 이상의 위치의 전압값 및 거리값을 포함한다.In addition, the rated insulation level includes a voltage value and a distance value at one or more locations of the HVDC system.

또한, 상기 절연 레벨 산정부는 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 절연 특성, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 기능, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델 상의 데이터의 통계적 분포, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 입력 데이터의 부정확성, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 구성 요소의 결합에 영향을 주는 요인 중 적어도 하나에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행한다.The insulation level estimating unit may further include an insulation level estimating unit for estimating an insulation level of the HVDC system based on the insulation characteristic of the insulation basic model of the HVDC system, the function of the insulation basic model of the HVDC system, the statistical distribution of the data on the insulation basic model of the HVDC system, The insulation of the insulation basic model of the HVDC system is performed based on at least one of factors influencing the combination of components of the insulation basic model of the HVDC system.

실시예에 따르면, 절연 설계 모델링을 하여 실제 시스템에 절연 설계 값을 적용할 때, 편의성을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide convenience when insulating design is modeled and an insulation design value is applied to an actual system.

실시예에 따르면, 시스템 설계, 전압, 환경 요소, 오염도가 변하는 경우 모든 변수를 재설계해야하는 불편함을 제거하여 절연 설계 적용의 편의성을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide the convenience of insulation design application by eliminating the inconvenience of redesigning all the parameters when the system design, the voltage, the environmental factor, and the contamination degree are changed.

실시예에 따르면, 절연 설계의 번거로움을 없애기 위해 모델링을 통하여 인가 전압 변동에 대한 절연 값을 구하여 절연 설계의 편의성 및 설계의 번거로움을 제거할 수 있다.According to the embodiment, in order to eliminate the hassle of the insulation design, the insulation value for the applied voltage variation can be obtained through modeling, thereby eliminating the convenience of the insulation design and the hassle of designing.

실시 예에 따르면, HVDC 절연설계와 관련하여 절연 모델을 개발하고, 절연 설계 절차에 적용하여 설계를 검증함으로써 기존의 설계 방식에 비해 설계 근거에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the reliability of the design basis can be improved as compared with the existing design method by developing an insulation model in relation to the HVDC insulation design and verifying the design by applying it to the insulation design procedure.

실시 예에 따르면, 모델이 없는 기존의 방식과 비교하여 새로운 시스템의 설계 또는 설계에 영향을 주는 요소가 발생하였을 경우 많은 시간과 비용을 투자해 재설계를 해야 하는 번거로움을 줄일수 있다. According to the embodiment, it is possible to reduce the inconvenience of re-designing by investing a lot of time and cost when factors affecting the design or design of the new system are generated as compared with the existing method without the model.

실시 예에 따르면, 전체 시스템을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 구분된 영역별로 절연 설계 모델링을 진행함으로써, 설계 대상 시스템이 변경되는 경우에 전체 시스템에 대한 절연 설계를 재해석하지 않고 변경된 영역에 대해서만 별도로 절연 설계 모델링을 진행해도 됨에 따른 절연 설계 적용의 편의성을 달성할 수 있다.According to the embodiment, the entire system is divided into a plurality of regions, and the insulation design modeling is performed for each of the divided regions. Thus, when the design target system is changed, the insulation design for the entire system is not reinterpreted, The insulation design modeling can be carried out separately, and the convenience of the insulation design application can be achieved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC transmission) 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모노폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜스포머와 3상 밸브 브릿지의 결선을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 구성 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 구성 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 서브 모듈의 연결을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 모듈 구성의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 모듈의 등가 모델을 나타낸다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 모듈의 동작을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 15는 도 14의 전체 시스템 모델링부의 상세 구성을 보여주는 블록도이다.
도 16은 도 14의 영역별 모델링부의 상세 구성을 보여주는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 18은 도 17의 전체 시스템의 절연 모델 생성 과정을 보다 구체적으로 보여주는 흐름도이다.
도 19는 도 17의 영역별 절연 모델 생성 과정을 보다 구체적으로 보여주는 흐름도이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 영역별 절연 설계 모델 및 검증의 일 예를 보여주는 도면이다.1 is a diagram for explaining a configuration of a high voltage direct current transmission (HVDC transmission) system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a configuration of a mono polar high voltage DC transmission system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a configuration of a high-voltage DC transmission system of a bipolar system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining connection of a transformer and a three-phase valve bridge according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration block diagram of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration block diagram of a modular multi-level converter according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a connection of a plurality of submodules according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exemplary view of a sub-module configuration according to an embodiment of the present invention.
9 shows an equivalent model of a submodule according to an embodiment of the present invention.
10 to 13 illustrate operations of a sub-module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing the construction of an insulation designing apparatus for an HVDC system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
15 is a block diagram showing a detailed configuration of the overall system modeling unit of FIG.
FIG. 16 is a block diagram showing the detailed configuration of the area-specific modeling unit of FIG. 14;
17 is a flowchart illustrating an operation method of an insulation designing apparatus for an HVDC system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a flowchart showing a more detailed process of generating the insulation model of the overall system of FIG.
FIG. 19 is a flowchart showing a more detailed process of generating an insulation model for each region in FIG.
20 is a diagram showing an example of an insulation design model and verification according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of the steps of each block and flowchart in the accompanying drawings may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embedded in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, Thereby creating means for performing the functions described in the step. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory It is also possible to produce manufacturing items that contain instruction means that perform the functions described in each block or flowchart illustration in each step of the drawings. Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in each block and flowchart of the drawings.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC transmission) 시스템을 보여준다.FIG. 1 shows a high voltage direct current transmission (HVDC transmission) system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템(100)은 발전 파트(101), 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 수요 파트(180), 및 제어 파트(190)를 포함한다. 송전 측 변전 파트(103)는 송전 측 트랜스포머 파트(120), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)를 포함한다. 수요 측 변전 파트(105)는 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150), 수요 측 트랜스포머 파트(160)를 포함한다.1, the HVDC system 100 according to the embodiment of the present invention includes a power generation part 101, a power transmission side AC part 110, a power transmission side part 103, a DC transmission part 140, A demand side transformation part 105, a demand side AC part 170, a demand part 180, and a control part 190. The transmission-side transformer part 103 includes a transmission-side transformer part 120 and a transmission-side AC-DC converter part 130. The demand side transformation part 105 includes the demand side DC-AC converter part 150 and the demand side transformer part 160.

발전 파트(101)는 3상의 교류 전력을 생성한다. 발전 파트(101)는 복수의 발전소를 포함할 수 있다.The power generation part 101 generates three-phase AC power. The power generation part 101 may include a plurality of power plants.

송전 측 교류 파트(110)는 발전 파트(101)가 생성한 3상 교류 전력을 송전 측 트랜스포머 파트(120)와 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)를 포함하는 DC 변전소에 전달한다.The transmission side AC part 110 transfers the three-phase AC power generated by the power generation part 101 to the DC substation including the transmission side transformer part 120 and the transmission side AC-DC converter part 130.

송전 측 트랜스포머 파트(120)는 송전 측 교류 파트(110)를 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130) 및 직류 송전 파트(140)로부터 격리한다(isolate).The transmission side transformer part 120 isolates the transmission side AC part 110 from the transmission side AC-DC converter part 130 and the DC transmission part 140.

송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 송전 측 트랜스포머 파트(120)의 출력에 해당하는 3상 교류 전력를 직류 전력으로 변환한다.The transmission AC-DC converter part 130 converts the three-phase AC power corresponding to the output of the transmission side transformer part 120 into DC power.

직류 송전 파트(140)는 송전 측의 직류 전력을 수요 측으로 전달한다.The DC transmission part 140 transmits the DC power of the transmission side to the demand side.

수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 직류 송전 파트(140)에 의해 전달된 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환한다.The demand side DC-AC converter part 150 converts the DC power delivered by the DC transmission part 140 into three-phase AC power.

수요 측 트랜스포머 파트(160)는 수요 측 교류 파트(170)를 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)와 직류 송전 파트(140)로부터 격리한다.The demand side transformer part (160) isolates the demand side AC part (170) from the demand side DC - AC converter part (150) and the DC transmission part (140).

수요 측 교류 파트(170)는 수요 측 트랜스포머 파트(160)의 출력에 해당하는 3상 교류 전력을 수요 파트(180)에 제공한다.The demand side AC part 170 provides the demand part 180 with the three-phase AC power corresponding to the output of the demand side transformer part 160.

제어 파트(190)는 발전 파트(101), 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 수요 파트(180), 제어 파트(190), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150) 중 적어도 하나를 제어한다. 특히, 제어 파트(190)는 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)와 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150) 내의 복수의 밸브의 턴온 및 턴오프의 타이밍을 제어할 수 있다. 이때, 밸브는 싸이리스터 또는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT)에 해당할 수 있다.The control part 190 includes a power generation part 101, a power transmission side AC part 110, a power transmission side power part 103, a DC transmission part 140, a demand side transformation part 105, a demand side AC part 170, The demand part 180, the control part 190, the transmission side AC-DC converter part 130, and the demand side DC-AC converter part 150. [ Particularly, the control part 190 can control the timing of the turn-on and turn-off of the plurality of valves in the transmission side AC-DC converter part 130 and the demand side DC-AC converter part 150. At this time, the valve may correspond to a thyristor or an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모노폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.2 shows a mono polar high voltage DC transmission system according to an embodiment of the present invention.

특히, 도 2는 단일의 극의 직류 전력을 송전하는 시스템을 보여준다. 이하의 설명에서는 단일의 극은 양극(positive pole)임을 가정하여 설명하나 이에 한정될 필요는 없다.In particular, Figure 2 shows a system for transmitting a single pole DC power. In the following description, it is assumed that a single pole is a positive pole, but the present invention is not limited thereto.

송전 측 교류 파트(110)는 교류 송전 라인(111)과 교류 필터(113)를 포함한다.The power transmission side AC part 110 includes an AC transmission line 111 and an AC filter 113.

교류 송전 라인(111)은 발전 파트(101)가 생성한 3상의 교류 전력을 송전 측 변전 파트(103)로 전달한다.The AC transmission line 111 transfers the three-phase AC power generated by the power generation part 101 to the power transmission side transformation part 103.

교류 필터(113)는 변전 파트(103)이 이용하는 주파수 성분 이외의 나머지 주파수 성분을 전달된 3상 교류 전력에서 제거한다.The AC filter 113 removes the remaining frequency components other than the frequency component used by the transmission part 103 from the transmitted three-phase AC power.

송전 측 트랜스포머 파트(120)는 양극을 위하여 하나 이상의 트랜스포머(121)를 포함한다. 양극을 위하여 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 양극 직류 전력을 생성하는 교류-양극 직류 컨버터(131)를 포함하고, 이 교류-양극 직류 컨버터(131)는 하나 이상의 트랜스포머(121)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(131a)를 포함한다.The transmission side transformer part 120 includes one or more transformers 121 for the positive polarity. The transmission AC-DC converter part 130 for the positive pole includes an AC-to-bipolar DC converter 131 for generating bipolar DC power, which is connected to one or more transformers 121 And corresponding one or more three-phase valve bridges 131a.

하나의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.When one three-phase valve bridge 131a is used, the ac-to-bipolar DC converter 131 can generate bipolar DC power having six pulses using alternating current power. At this time, the primary coil and the secondary coil of the one transformer 121 may have a Y-Y-shaped connection and may have a Y-delta (?) -Shaped connection.

2개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다. When two three-phase valve bridges 131a are used, the ac-to-bipolar DC converter 131 can generate bipolar DC power having twelve pulses using alternating current power. At this time, the primary coil and the secondary coil of one of the two transformers 121 may have a YY-shaped connection, and the primary coil and the secondary coil of the other transformer 121 may have a Y- It may have a connection.

3개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 양극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.When three three-phase valve bridges 131a are used, the ac-to-bipolar DC converter 131 can generate bipolar DC power having 18 pulses using alternating current power. The greater the number of positive pole DC power pulses, the lower the price of the filter.

직류 송전 파트(140)는 송전 측 양극 직류 필터(141), 양극 직류 송전 라인(143), 수요 측 양극 직류 필터(145)를 포함한다.The DC transmission part 140 includes a transmission side anode direct current filter 141, a cathode direct current transmission line 143, and a demand side anode direct current filter 145.

송전 측 양극 직류 필터(141)는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 포함하며, 교류-양극 직류 컨버터(131)가 출력하는 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.The transmission-side anode direct current filter 141 includes an inductor L 1 and a capacitor C 1 and DC-filters the anode direct current power output from the AC-anode DC converter 131.

양극 직류 송전 라인(143)는 양극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.The bipolar DC transmission line 143 has one DC line for transmission of the bipolar DC power, and the bipolar DC transmission line 143 can be used as a return path of current. One or more switches may be placed on this DC line.

수요 측 양극 직류 필터(145)는 인덕터(L2)와 커패시터(C2)를 포함하며, 양극 직류 송전 라인(143)을 통해 전달된 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.The demand side anode direct current filter 145 includes an inductor L2 and a capacitor C2 and DC filters the anode direct current power transmitted through the anode direct current transmission line 143. [

수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 양극 직류-교류 컨버터(151)를 포함하고, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)를 포함한다.The demand side dc-ac converter part 150 includes a bipolar dc-ac converter 151 and the bipolar dc-ac converter 151 includes one or more three-phase valve bridges 151a.

수요 측 트랜스포머 파트(160)는 양극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(161)를 포함한다.The demand side transformer part 160 includes one or more transformers 161 each corresponding to one or more three-phase valve bridges 151a for the anode.

하나의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.When one three-phase valve bridge 151a is used, the bipolar DC-to-AC converter 151 can generate AC power having six pulses using bipolar DC power. At this time, the primary coil and the secondary coil of the transformer 161 may have a Y-Y connection or a Y-delta connection.

2개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다. When two three-phase valve bridges 151a are used, the bipolar DC-to-AC converter 151 can generate AC power having 12 pulses using bipolar DC power. At this time, the primary coil and the secondary coil of one of the two transformers 161 may have a YY-shaped connection, and the primary coil and the secondary coil of the other transformer 161 may have a Y- It may have a connection.

3개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.When three three-phase valve bridges 151a are used, the bipolar DC-to-AC converter 151 can generate AC power having 18 pulses using bipolar DC power. The greater the number of pulses of AC power, the lower the price of the filter.

수요 측 교류 파트(170)는 교류 필터(171)와 교류 송전 라인(173)을 포함한다.The demand side AC part 170 includes an AC filter 171 and an AC transmission line 173.

교류 필터(171)는 수요 파트(180)가 이용하는 주파수 성분(예컨데, 60Hz) 이외의 나머지 주파수 성분을, 수요 측 변전 파트(105)가 생성하는 교류 전력에서 제거한다.The AC filter 171 removes the remaining frequency components other than the frequency component (for example, 60 Hz) used by the demand part 180 from the AC power generated by the demand side transmission part 105.

교류 송전 라인(173)은 필터링된 교류 전력을 수요 파트(180)에 전달한다.The AC transmission line 173 delivers the filtered AC power to the demand part 180.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.3 shows a bipolar high voltage DC transmission system according to an embodiment of the present invention.

특히, 도 3은 2개의 극의 직류 전력을 송전하는 시스템을 보여준다. 이하의 설명에서는 2개의 극은 양극(positive pole)과 음극(negative pole)임을 가정하여 설명하나 이에 한정될 필요는 없다.In particular, Figure 3 shows a system for transmitting two pole DC power. In the following description, it is assumed that the two poles are a positive pole and a negative pole, but the present invention is not limited thereto.

송전 측 교류 파트(110)는 교류 송전 라인(111)과 교류 필터(113)를 포함한다.The power transmission side AC part 110 includes an AC transmission line 111 and an AC filter 113.

교류 송전 라인(111)은 발전 파트(101)가 생성한 3상의 교류 전력을 송전 측 변전 파트(103)로 전달한다.The AC transmission line 111 transfers the three-phase AC power generated by the power generation part 101 to the power transmission side transformation part 103.

교류 필터(113)는 변전 파트(103)이 이용하는 주파수 성분 이외의 나머지 주파수 성분을 전달된 3상 교류 전력에서 제거한다.The AC filter 113 removes the remaining frequency components other than the frequency component used by the transmission part 103 from the transmitted three-phase AC power.

송전 측 트랜스포머 파트(120)는 양극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(121)를 포함하고, 음극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(122)를 포함한다. 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 양극 직류 전력을 생성하는 교류-양극 직류 컨버터(131)와 음극 직류 전력을 생성하는 교류-음극 직류 컨버터(132)를 포함하고, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 양극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(121)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(131a)를 포함하고, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 음극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(122)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(132a)를 포함한다.The transmission side transformer part 120 includes at least one transformer 121 for the anode and at least one transformer 122 for the cathode. The transmission AC-DC converter part 130 includes an AC-positive DC converter 131 for generating positive DC power and an AC-negative DC converter 132 for generating negative DC power. An AC-to-DC converter 131 includes one or more three-phase valve bridges 131a each corresponding to one or more transformers 121 for an anode and the ac-to-cathode DC converter 132 corresponds to one or more transformers 122 for a cathode, respectively One or more three-phase valve bridges 132a.

양극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.When one three-phase valve bridge 131a is used for the anode, the ac-to-bipolar DC converter 131 can generate bipolar DC power having six pulses using alternating current power. At this time, the primary coil and the secondary coil of the one transformer 121 may have a Y-Y-shaped connection and may have a Y-delta (?) -Shaped connection.

양극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다. When two three-phase valve bridges 131a are used for the positive pole, the ac-to-bipolar DC converter 131 can generate bipolar DC power with twelve pulses using alternating current power. At this time, the primary coil and the secondary coil of one of the two transformers 121 may have a YY-shaped connection, and the primary coil and the secondary coil of the other transformer 121 may have a Y- It may have a connection.

양극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 양극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.When three three-phase valve bridges 131a are used for the anode, the ac-to-bipolar DC converter 131 can generate bipolar DC power having 18 pulses using alternating current power. The greater the number of positive pole DC power pulses, the lower the price of the filter.

음극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 6개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.If one three-phase valve bridge 132a is used for the cathode, the ac-to-cathode DC converter 132 can produce negative DC power with six pulses. At this time, the primary coil and the secondary coil of the one transformer 122 may have a Y-Y-shaped connection and may have a Y-delta (?) -Shaped connection.

음극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 12개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다. When two three-phase valve bridges 132a are used for the cathode, the AC-to-negative DC converter 132 is capable of generating negative DC power having twelve pulses. At this time, the primary coil and the secondary coil of one of the two transformers 122 may have a YY-shaped connection, and the primary coil and the secondary coil of the other transformer 122 may have a Y- It may have a connection.

음극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 18개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 음극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.When three three-phase valve bridges 132a are used for the cathode, the AC-to-negative DC converter 132 can generate negative DC power with eighteen pulses. The greater the number of negative DC power pulses, the lower the price of the filter.

직류 송전 파트(140)는 송전 측 양극 직류 필터(141), 송전 측 음극 직류 필터(142), 양극 직류 송전 라인(143), 음극 직류 송전 라인(144), 수요 측 양극 직류 필터(145), 수요 측 음극 직류 필터(146)를 포함한다.The DC transmission part 140 includes a transmission side anode direct current filter 141, a transmission side cathode direct current filter 142, a cathode direct current transmission line 143, a cathode direct current transmission line 144, a demand side anode direct current filter 145, And a demand side cathode direct current filter 146.

송전 측 양극 직류 필터(141)는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 포함하며, 교류-양극 직류 컨버터(131)가 출력하는 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.The transmission-side anode direct current filter 141 includes an inductor L 1 and a capacitor C 1 and DC-filters the anode direct current power output from the AC-anode DC converter 131.

송전 측 음극 직류 필터(142)는 인덕터(L3)와 커패시터(C3)를 포함하며, 교류-음극 직류 컨버터(132)가 출력하는 음극 직류 전력을 직류 필터링한다.The power supply side cathode direct current filter 142 includes an inductor L3 and a capacitor C3 and DC-filters the cathode direct current power output from the AC-negative DC converter 132. [

양극 직류 송전 라인(143)는 양극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.The bipolar DC transmission line 143 has one DC line for transmission of the bipolar DC power, and the bipolar DC transmission line 143 can be used as a return path of current. One or more switches may be placed on this DC line.

음극 직류 송전 라인(144)는 음극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.The cathode DC transmission line 144 has one DC line for transmission of the cathode DC power, and the earth can be used as the return path of the electric current. One or more switches may be placed on this DC line.

수요 측 양극 직류 필터(145)는 인덕터(L2)와 커패시터(C2)를 포함하며, 양극 직류 송전 라인(143)을 통해 전달된 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.The demand side anode direct current filter 145 includes an inductor L2 and a capacitor C2 and DC filters the anode direct current power transmitted through the anode direct current transmission line 143. [

수요 측 음극 직류 필터(146)는 인덕터(L4)와 커패시터(C4)를 포함하며, 음극 직류 송전 라인(144)을 통해 전달된 음극 직류 전력을 직류 필터링한다.The demand side cathode direct current filter 146 includes an inductor L 4 and a capacitor C 4 and DC-filters the cathode direct current power transmitted through the cathode direct current transmission line 144.

수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 양극 직류-교류 컨버터(151)와 음극 직류-교류 컨버터(152)를 포함하고, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)를 포함하고, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(152a)를 포함한다.AC converter 151 includes a positive DC-to-AC converter 151 and a negative DC-to-AC converter 152 and the bipolar DC-to-AC converter 151 includes one or more three-phase valve bridge 151a, , And cathode DC-to-AC converter 152 includes one or more three-phase valve bridges 152a.

수요 측 트랜스포머 파트(160)는 양극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(161)를 포함하고, 음극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(152a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(162)를 포함한다.The demand side transformer part 160 includes one or more transformers 161 each corresponding to one or more three-phase valve bridges 151a for the anode and one or more transformers 161 corresponding to one or more three-phase valve bridges 152a And one or more transformers 162.

양극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.When one three-phase valve bridge 151a is used for the anode, the anode DC-to-AC converter 151 can generate AC power having six pulses using the anode DC power. At this time, the primary coil and the secondary coil of the transformer 161 may have a Y-Y connection or a Y-delta connection.

양극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다. When two three-phase valve bridges 151a are used for the anode, the anode DC-to-AC converter 151 can generate AC power having 12 pulses using the anode DC power. At this time, the primary coil and the secondary coil of one of the two transformers 161 may have a YY-shaped connection, and the primary coil and the secondary coil of the other transformer 161 may have a Y- It may have a connection.

양극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.When three three-phase valve bridges 151a are used for the positive pole, the positive pole dc-to-AC converter 151 can generate ac power having eighteen pulses using positive pole dc power. The greater the number of pulses of AC power, the lower the price of the filter.

음극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.When one three-phase valve bridge 152a is used for the cathode, the cathode DC-to-AC converter 152 can generate AC power having six pulses using cathode DC power. At this time, the primary coil and the secondary coil of the one transformer 162 may have a Y-Y connection or a Y-delta connection.

음극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다. When two three-phase valve bridges 152a are used for the cathode, the cathode DC-to-AC converter 152 can generate AC power having 12 pulses using cathode DC power. At this time, the primary coil and the secondary coil of one of the two transformers 162 may have a YY-shaped connection, and the primary coil and the secondary coil of the other transformer 162 may have Y- It may have a connection.

음극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.When three three-phase valve bridges 152a are used for the cathode, the cathode DC-to-AC converter 152 can generate AC power with eighteen pulses using cathode DC power. The greater the number of pulses of AC power, the lower the price of the filter.

수요 측 교류 파트(170)는 교류 필터(171)와 교류 송전 라인(173)을 포함한다.The demand side AC part 170 includes an AC filter 171 and an AC transmission line 173.

교류 필터(171)는 수요 파트(180)가 이용하는 주파수 성분(예컨데, 60Hz) 이외의 나머지 주파수 성분을, 수요 측 변전 파트(105)가 생성하는 교류 전력에서 제거한다.The AC filter 171 removes the remaining frequency components other than the frequency component (for example, 60 Hz) used by the demand part 180 from the AC power generated by the demand side transmission part 105.

교류 송전 라인(173)은 필터링된 교류 전력을 수요 파트(180)에 전달한다.
The AC transmission line 173 delivers the filtered AC power to the demand part 180.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머와 3상 밸브 브릿지의 결선을 보여준다.4 shows a connection of a transformer and a three-phase valve bridge according to an embodiment of the present invention.

특히, 도 4는 양극을 위한 2개의 트랜스포머(121)와 양극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(131a)의 결선을 보여준다. 음극을 위한 2개의 트랜스포머(122)와 음극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(132a)의 결선, 양극을 위한 2개의 트랜스포머(161)와 양극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(151a)의 결선, 음극을 위한 2개의 트랜스포머(162)와 음극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(152a)의 결선, 양극을 위한 1개의 트랜스포머(121)와 양극을 위한 1개의 3상 밸브 브릿지(131a), 양극을 위한 1개의 트랜스포머(161)와 양극을 위한 1개의 3상 밸브 브릿지(151a)의 결선 등은 도 4의 실시예로부터 용이하게 도출할 수 있으므로, 그 도면과 설명은 생략한다.Particularly, Fig. 4 shows the connection of two transformers 121 for the anode and two three-phase valve bridges 131a for the anode. The connection of two transformers 122 for a negative electrode and two three-phase valve bridges 132a for a negative electrode, connection of two transformers 161 for an anode and two three-phase valve bridges 151a for an anode, Two transformers 162 for the negative pole and two three-phase valve bridges 152a for the negative pole, one transformer 121 for the positive pole and one three-phase valve bridge 131a for the positive pole, And the connection of one transformer 161 for one pole and one three-phase valve bridge 151a for the positive pole can be easily derived from the embodiment of Fig. 4, and therefore the illustration and description thereof are omitted.

도 4에서, Y-Y 형상의 결선을 가지는 트랜스포머(121)를 상측 트랜스포머, Y-Δ 형상의 결선을 가지는 트랜스포머(121)를 하측 트랜스포머, 상측 트랜스포머에 연결되는 3상 밸브 브릿지(131a)를 상측 3상 밸브 브릿지, 하측 트랜스포머에 연결되는 3상 밸브 브릿지(131a)를 하측 3상 밸브 브릿지라고 부르도록 한다.4, a transformer 121 having a YY-shaped wiring is referred to as an upper transformer, a transformer 121 having a Y-shaped wiring is referred to as a lower transformer, a three-phase valve bridge 131a connected to an upper transformer is referred to as an upper three- The three-phase valve bridge 131a connected to the valve bridge and the lower transformer is referred to as a lower three-phase valve bridge.

상측 3상 밸브 브릿지와 하측 3상 밸브 브릿지는 직류 전력을 출력하는 2개의 출력단인 제1 출력단(OUT1)과 제2 출력단(OUT2)을 가진다. The upper three-phase valve bridge and the lower three-phase valve bridge have a first output OUT1 and a second output OUT2, which are two output terminals for outputting DC power.

상측 3상 밸브 브릿지는 6개의 밸브(D1-D6)를 포함하고, 하측 3상 밸브 브릿지는 6개의 밸브(D7-D12)를 포함한다.The upper three-phase valve bridge includes six valves D1-D6, and the lower three-phase valve bridge includes six valves D7-D12.

밸브(D1)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제1 단자에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D1 has a cathode connected to the first output OUT1 and an anode connected to the first terminal of the secondary coil of the upper transformer.

밸브(D2)는 밸브(D5)의 애노드에 연결되는 캐소드와 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D2 has a cathode connected to the anode of the valve D5 and an anode connected to the anode of the valve D6.

밸브(D3)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제2 단자에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D3 has a cathode connected to the first output OUT1 and an anode connected to the second terminal of the secondary coil of the upper transformer.

밸브(D4)는 밸브(D1)의 애노드에 연결되는 캐소드와 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D4 has a cathode connected to the anode of the valve D1 and an anode connected to the anode of the valve D6.

밸브(D5)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제3 단자에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D5 has a cathode connected to the first output OUT1 and an anode connected to the third terminal of the secondary coil of the upper transformer.

밸브(D6)는 밸브(D3)의 애노드에 연결되는 캐소드를 가진다.The valve D6 has a cathode connected to the anode of the valve D3.

밸브(D7)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제1 단자에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D7 has a cathode connected to the anode of the valve D6 and an anode connected to the first terminal of the secondary coil of the lower transformer.

밸브(D8)는 밸브(D11)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D8 has a cathode connected to the anode of the valve D11 and an anode connected to the second output OUT2.

밸브(D9)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제2 단자에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D9 has a cathode connected to the anode of the valve D6 and an anode connected to the second terminal of the secondary coil of the lower transformer.

밸브(D10)는 밸브(D7)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D10 has a cathode connected to the anode of the valve D7 and an anode connected to the second output OUT2.

밸브(D11)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제3 단자에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D11 has a cathode connected to the anode of the valve D6 and an anode connected to the third terminal of the secondary coil of the lower transformer.

밸브(D12)는 밸브(D9)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.The valve D12 has a cathode connected to the anode of the valve D9 and an anode connected to the second output OUT2.

한편, 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Mulit-Level Converter, 200)로 구성될 수 있다. On the other hand, the demand side DC-AC converter part 150 may be configured as a modular MULTI-LEVEL CONVERTER 200.

모듈형 멀티레벨 컨버터(200)는 복수의 서브 모듈(210)을 이용하여 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.The modular multi-level converter 200 can convert DC power to AC power using a plurality of sub-modules 210.

도 5 및 6을 참고하여 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)의 구성을 설명한다.The configuration of the modular multi-level converter 200 will be described with reference to Figs. 5 and 6. Fig.

도 5 및 6은 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)의 구성 블록도이다.FIGS. 5 and 6 are block diagrams of the configuration of the modular multi-level converter 200. FIG.

모듈형 멀티레벨 컨버터(200)는 중앙 제어기(250), 복수의 서브 제어기(230), 복수의 서브 모듈(210)을 포함한다.The modular multilevel converter 200 includes a central controller 250, a plurality of sub-controllers 230, and a plurality of sub-modules 210.

중앙 제어기(250)는 복수의 서브 제어기(230)를 제어하고, 각각의 서브 제어기(230)는 자신과 연결된 각각의 서브 모듈(210)을 제어할 수 있다.The central controller 250 controls a plurality of sub-controllers 230, and each sub-controller 230 can control each sub-module 210 connected thereto.

이때, 도 5에서와 같이, 하나의 서브 제어기(230)는 하나의 서브 모듈(210)과 연결되고, 그에 따라 상기 중앙 제어기(250)를 통해 전송되는 제어 신호를 기준으로 자신과 연결된 하나의 서브 모듈(210)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.5, one sub-controller 230 is connected to one sub-module 210, and one sub-controller 210 connected to the sub-controller 210 based on a control signal transmitted through the central controller 250 The switching operation of the module 210 can be controlled.

또한, 이와 다르게, 도 6에서와 같이 하나의 서브 제어기(230)는 복수의 서브 모듈(210)과 연결되고, 그에 따라 상기 중앙 제어기(250)를 통해 전송되는 복수의 제어 신호를 이용하여 상기 자신과 연결된 복수의 서브 모듈(210)에 대한 각각의 제어 신호를 확인하고, 상기 확인한 제어 신호를 기준으로 상기 복수의 서브 모듈(210)을 각각 제어할 수 있다.6, one sub-controller 230 is connected to a plurality of sub-modules 210, and by using the plurality of control signals transmitted through the central controller 250, Module 210 connected to the plurality of sub-modules 210, and controls the plurality of sub-modules 210 based on the checked control signal.

상기 중앙 제어기(250)는 상기 복수의 서브 모듈(210)의 동작 조건을 결정하고, 상기 결정한 동작 조건에 따라 상기 복수의 서브 모듈(210)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.The central controller 250 determines operation conditions of the plurality of submodules 210 and generates control signals for controlling the operation of the plurality of submodules 210 according to the determined operation conditions.

상기 동작 조건은, 방전 동작, 충전 동작 및 바이패스 동작을 포함할 수 있다.The operating condition may include a discharging operation, a charging operation, and a bypass operation.

이때, 상기 복수의 서브 모듈(210) 각각에는 서로 다른 어드레스가 할당되어 있다.At this time, different addresses are allocated to each of the plurality of submodules 210.

바람직하게, 상기 복수의 서브 모듈(210) 각각에는 배치 순서대로 앞에서부터 순차적으로 증가하는 어드레스가 할당된다.Preferably, each of the plurality of submodules 210 is assigned an increasing address sequentially from the beginning in the arrangement order.

즉, 서브 모듈(210)은 직류 전력을 입력받아 충전, 방전 및 바이패스 동작 중 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다.That is, the submodule 210 can perform any one of charge, discharge, and bypass operations by receiving DC power.

서브 모듈(210)은 다이오드를 포함하는 스위칭 소자로 구성되며, 이에 따라 스위칭 동작과 다이오드의 정류 동작으로 서브 모듈(210)의 충전, 방전 및 바이패스 동작 중 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다.The submodule 210 is constituted by a switching element including a diode, and accordingly, any one of charging, discharging, and bypassing operations of the submodule 210 can be performed by the switching operation and the rectifying operation of the diode.

상기 서브 제어기(230) 각각은, 상기 중앙 제어기(250)를 통해 상기 복수의 서브 모듈(210)을 제어하기 위한 스위칭 신호를 전달받고, 상기 전달받은 스위칭 신호에 따라 상기 서브 모듈(210)의 스위칭 동작을 제어한다.Each of the sub controllers 230 receives a switching signal for controlling the plurality of sub modules 210 through the central controller 250 and performs switching of the sub modules 210 according to the received switching signals. And controls the operation.

즉, 중앙 제어기(250)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.That is, the central controller 250 can control the overall operation of the modular multi-level converter 200. [

중앙 제어기(250)는 자신과 연계된 교류 파트(110, 170) 및 직류 송전 파트(140)의 전류, 전압을 측정할 수 있다. The central controller 250 can measure the current and voltage of the AC parts 110 and 170 and the DC transmission part 140 associated with the AC part.

또한, 중앙 제어기(250)는 전체 제어값을 산출할 수 있다.Also, the central controller 250 can calculate the overall control value.

여기서 전체 제어값이란, 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)의 출력 교류 전력의 전압, 전류, 주파수 크기에 대한 목표값일 수 있다.Here, the total control value may be a target value for the voltage, current, and frequency magnitude of the output AC power of the modular multilevel converter 200.

중앙 제어기(250)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)와 연계된 교류 파트(110, 170)의 전류, 전압 및 직류 송전 파트(140)의 전류, 전압 중 하나 이상을 기초로 전체 제어값을 산출할 수 있다.The central controller 250 calculates the total control value based on at least one of the current, voltage of the alternating part 110, 170 associated with the modular multilevel converter 200, current, voltage of the direct current transmission part 140 can do.

한편, 중앙 제어기(250)는 통신 장치(미도시)를 통해 상위 제어기(미도시)로부터 수신한 기준 유효 전력, 기준 무효 전력, 기준 전류, 기준 전압 중 하나 이상을 기초로 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)의 동작을 제어할 수도 있다.The central controller 250 is connected to the modular multilevel converter (not shown) based on at least one of the reference active power, the reference reactive power, the reference current, and the reference voltage received from the host controller (not shown) through a communication device 200 may be controlled.

중앙 제어기(250)는 상기 서브 제어기(230)와 데이터를 주고 받을 수 있다.The central controller 250 can exchange data with the sub-controller 230.

이때, 본 발명에서의 중앙 제어기(250)는 상기 복수의 서브 모듈(210)의 배치 순서대로 어드레스를 할당하고, 상기 할당된 어드레스를 이용하여 상기 복수의 서브 모듈(210)의 스위칭 순서를 결정한다.At this time, the central controller 250 according to the present invention allocates addresses in the order of arrangement of the plurality of submodules 210, and determines the switching order of the plurality of submodules 210 using the allocated addresses .

즉, 일반적으로 상기 복수의 서브 모듈(210)은 모두 동일한 스위칭 조건 내에서 동작하는 것이 아니라, 현재 필요한 목표 전압에 따라 특정 서브 모듈은 충전 또는 바이패스 동작을 수행하고, 나머지 서브 모듈은 방전 동작을 수행하게 된다.That is, in general, the plurality of sub-modules 210 do not operate in the same switching condition, but a specific sub-module performs a charge or a bypass operation according to a currently required target voltage, and the remaining sub- .

이에 따라, 상기 중앙 제어기(250)는 상기 방전 동작을 수행할 서브 모듈을 우선적으로 결정해야 한다.Accordingly, the central controller 250 should first determine a submodule to perform the discharging operation.

이때, 상기 방전 동작을 수행함에 따라 상기 복수의 서브 모듈(210)이 서로 균형성 있는 빈도 내에서 방전 동작을 수행해야만 상기 복수의 서브 모듈(210)의 수명을 증가시킬 수 있다.In this case, when the discharge operation is performed, the lifetime of the plurality of submodules 210 can be increased only if the plurality of submodules 210 perform a discharging operation with a balanced frequency.

다시 말해서, 특정 서브 모듈의 방전 동작 빈도가 높으면, 상기 특정 서브 모듈의 수명은 방전 동작 빈도가 낮은 다른 서브 모듈의 수명보다 낮게 나타난다.In other words, if the discharge operation frequency of a specific submodule is high, the lifetime of the specific submodule is lower than the lifetime of other submodules having a low discharge operation frequency.

따라서, 상기 복수의 서브 모듈(210)의 스위칭 빈도의 균형성을 유지하면서, 보다 빠른 시간에 상기 복수의 서브 모듈(210)의 스위칭 조건을 결정하는 것은 매우 중요한 요소이다.Therefore, it is very important to determine the switching conditions of the plurality of submodules 210 at a faster time while maintaining the balance of the switching frequency of the plurality of submodules 210.

이에 따라, 본 발명에서는 상기 순차적으로 할당된 어드레스의 순서대로 상기 복수의 서브 모듈(210)의 스위칭 순서를 결정한다.Accordingly, in the present invention, the switching order of the plurality of submodules 210 is determined in the order of the sequentially assigned addresses.

예를 들어, 1번에서 5번까지의 어드레스가 각각 할당된 서브 모듈이 존재하는 경우, 상기 중앙 제어기(250)는 상기 1번에서부터 방전 동작이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 방전 동작이 이루어지는 서브 모듈의 수는 상기 복수의 서브 모듈이 각각 충전한 전압 값과, 목표 값을 기준으로 결정된다.For example, when there is a submodule in which the addresses 1 to 5 are respectively allocated, the central controller 250 causes the discharge operation to be performed from the first time. At this time, the number of submodules in which the discharging operation is performed is determined based on a voltage value charged by each of the plurality of submodules and a target value.

즉, 상기 중앙 제어기(250)는 복수의 서브 모듈이 가지는 충전 전압 값의 합이 상기 목표 값에 도달하도록 상기 스위칭 조건을 결정한다. 다시 말해서, 1번 어드레스가 할당된 서브 모듈과, 2번 어드레스가 할당된 서브 모듈만이 방전해도 상기 목표 값에 대응하는 전력을 출력할 수 있다면, 상기 중앙 제어기(250)는 상기 1번 및 2 번 어드레스가 할당된 서브 모듈만이 방전 동작을 수행하도록 한다.That is, the central controller 250 determines the switching condition so that the sum of the charge voltage values of the plurality of submodules reaches the target value. In other words, if only the submodule to which the address 1 is assigned and the submodule to which the address 2 is allocated are able to discharge the power corresponding to the target value, the central controller 250 controls the first and second Only the sub-module to which the address is assigned causes the discharge operation to be performed.

그리고, 상기 중앙 제어기(250)는 다음 스위칭 조건을 결정할 때, 이전 시점에서 방전 동작을 수행한 서브 모듈 중 가장 마지막 어드레스를 가진 서브 모듈의 다음 서브모듈부터 상기 방전 동작을 수행할 서브 모듈을 결정한다.When determining the next switching condition, the central controller 250 determines a submodule to perform the discharging operation from the next submodule of the submodule having the last address among the submodules that have performed the discharging operation at the previous time .

이에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.This will be described in more detail below.

도 7을 참고하여, 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)에 포함되는 복수의 서브 모듈(210)의 연결을 설명한다.Referring to FIG. 7, the connection of the plurality of sub-modules 210 included in the modular multi-level converter 200 will be described.

도 7은 3상 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)에 포함되는 복수의 서브 모듈(210)의 연결을 나타낸다.FIG. 7 shows a connection of a plurality of sub-modules 210 included in the three-phase modular multilevel converter 200.

도 7을 참고하면, 복수의 서브 모듈(210)은 직렬로 연결될 수 있으며, 하나의 상(Phase)의 양극 또는 음극에 연결된 복수의 서브 모듈(210)을 하나의 암(Arm)을 구성할 수 있다.Referring to FIG. 7, a plurality of submodules 210 may be connected in series, and a plurality of submodules 210 connected to one positive electrode or negative electrode of a phase may constitute one arm have.

3상 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)는 일반적으로 6개의 암(Arm)으로 구성될 수 있으며, A, B, C인 3상 각각에 대해 양극과 음극으로 구성되어 6개의 암(Arm)으로 구성될 수 있다.The three-phase modular multilevel converter 200 can generally be composed of six arms and is composed of six arms consisting of an anode and a cathode for each of the three phases A, B, .

이에 따라, 3상 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)는 A상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제1 암(221), A상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제2 암(222), B상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제3 암(223), B상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제4 암(224), C상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제5 암(225), C상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제6 암(226)으로 구성될 수 있다.Accordingly, the three-phase modular multilevel converter 200 includes a first arm 221 composed of a plurality of submodules 210 for the A-phase anode, and a plurality of sub-modules 210 for the A-phase anode A third arm 223 composed of a plurality of submodules 210 for the B-phase anode, and a fourth arm 224 composed of a plurality of submodules 210 for the B- A fifth arm 225 composed of a plurality of submodules 210 for the C-phase anode, and a sixth arm 226 composed of a plurality of submodules 210 for the C-phase cathode .

그리고 하나의 상(Phase)에 대한 복수의 서브 모듈(210)은 레그(Leg)를 구성할 수 있다.And a plurality of submodules 210 for one phase can constitute a leg.

이에 따라, 3상 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)는 A상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 A상 레그(227)과, B상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 B상 레그(228), C상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 C상 레그(229)로 구성될 수 있다.Accordingly, the three-phase modular multilevel converter 200 includes an A-phase leg 227 including a plurality of sub-modules 210 for phase A and a plurality of sub-modules 210 for phase B A B-phase leg 228, and a C-phase leg 229 including a plurality of submodules 210 for C-phase.

그래서 제1 암(221) 내지 제 6암(226)은 각각 A, B, C상 레그(227, 228, 229)에 포함된다.Thus, the first arm 221 to the sixth arm 226 are included in the A, B, and C-phase legs 227, 228, and 229, respectively.

구체적으로, A상 레그(227)에는 A상의 양극 암인 제1 암(221)과 음극 암인 제2 암(222)이 포함되며, B상 레그(228)에는 B상의 양극 암인 제3 암(223)과 음극 암인 제4 암(224)가 포함된다. 그리고 C상 레그(229)에는 C상의 양극 암인 제5 암(225)과 음극 암인 제6 암(226)이 포함된다.Specifically, the A-phase leg 227 includes a first arm 221, which is a cathode arm of A phase, and a second arm 222, which is a cathode arm. A third arm 223, which is a B phase anode arm, And a fourth arm 224 which is a cathode arm. The C-phase leg 229 includes a fifth arm 225, which is a C-phase anode arm, and a sixth arm 226, which is a cathode arm.

또한, 복수의 서브 모듈(210)은 극성에 따라 양극 암(Arm, 227)과 음극 암(Arm, 228)을 구성할 수 있다.In addition, the plurality of sub modules 210 can constitute a cathode arm (arm) 227 and a cathode arm (arm) 228 according to the polarity.

구체적으로 도 7을 참고하면, 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)에 포함되는 복수의 서브 모듈(210)은 중성선(n)을 기준으로 양극에 대응하는 복수의 서브 모듈(210)과 음극에 대응하는 복수의 서브 모듈(210)로 분류할 수 있다. 7, a plurality of submodules 210 included in the modular multilevel converter 200 are divided into a plurality of submodules 210 corresponding to the positive electrodes and a plurality of submodules 210 corresponding to the negative electrodes And can be classified into a plurality of sub-modules 210.

그래서 모듈형 멀티레벨 컨버터(200)는 양극에 대응하는 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 양극 암(227), 음극에 대응하는 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 음극 암(228)로 구성될 수 있다.Thus, the modular multi-level converter 200 includes a cathode arm 227 composed of a plurality of submodules 210 corresponding to an anode, and a cathode arm 228 composed of a plurality of submodules 210 corresponding to a cathode Lt; / RTI >

이에 따라, 양극 암(227)은 제1 암(221), 제3 암(223), 제5 암(225)로 구성될 수 있고, 음극 암(228)은 제2 암(222), 제4 암(224), 제6 암(226)으로 구성될 수 있다.The anode arm 227 may be composed of a first arm 221, a third arm 223 and a fifth arm 225 and the cathode arm 228 may be composed of a second arm 222, The arm 224, and the sixth arm 226. [

이어서 도 8을 참고하여, 서브 모듈(210)의 구성을 설명한다.Next, the configuration of the sub module 210 will be described with reference to FIG.

도 8은 서브 모듈(210)의 구성에 대한 예시도이다.8 is an exemplary view of the configuration of the submodule 210. FIG.

도 8을 참고하면, 서브 모듈(210)은 2개의 스위치, 2개의 다이오드, 커패시터를 포함한다. 이러한 서브 모듈(210)의 형태를 하프 브릿지(half-bridge) 형태 또는 반파 인버터(half bridge inverter)라고도 한다.8, the submodule 210 includes two switches, two diodes, and a capacitor. The form of the sub-module 210 is also referred to as a half-bridge type or a half-bridge inverter.

그리고 스위칭부(217)에 포함되는 스위치는 전력 반도체를 포함할 수 있다.The switch included in the switching unit 217 may include a power semiconductor.

여기서 전력 반도체는 전력 장치용 반도체 소자를 말하며, 전력의 변환이나 제어용에 최적화될 수 있다. 그리고 전력 반도체는 밸브 장치라고 하기도 한다.Here, a power semiconductor refers to a semiconductor device for a power device, and can be optimized for power conversion and control. Power semiconductors are also called valve devices.

이에 따라 스위칭부(217)에 포함되는 스위치는 전력 반도체로 구성될 수 있어서, 예를 들면 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), GTO(Gate Turn-off Thyristor), IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor) 등으로 구성될 수 있다.Accordingly, the switch included in the switching unit 217 can be formed of a power semiconductor, and is constructed of, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a gate turn-off thyristor (GTO), or an integrated gate commutated thyristor .

저장부(219)는 커패시터를 포함하고 있어서, 에너지를 충전 또는 방전할 수 있다. 한편, 서브 모듈(210)의 구성 및 동작을 기초로 서브 모듈(210)을 등가 모델로 나타낼 수 있다.The storage unit 219 includes a capacitor, so that energy can be charged or discharged. On the other hand, the sub-module 210 can be represented as an equivalent model based on the configuration and operation of the sub-module 210.

도 9는 서브 모듈(210)의 등가 모델을 나타내며, 도 9를 참고하면 서브 모듈(210)은 스위치와 커패시터로 구성된 에너지 충전 및 방전 장치로 나타낼 수 있다. 9 shows an equivalent model of the submodule 210. Referring to FIG. 9, the submodule 210 can be represented as an energy charging and discharging device composed of a switch and a capacitor.

이에 따라 서브 모듈(210)은 출력 전압이 Vsm인 에너지 충전 및 방전장치와 동일함을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be seen that the sub-module 210 is the same as the energy charging and discharging device having the output voltage Vsm.

이어서 도 10 내지 도 13을 참고하여, 서브 모듈(210)의 동작을 설명한다.Next, the operation of the sub module 210 will be described with reference to FIGS. 10 to 13. FIG.

도 10 내지 도 13의 서브 모듈(210)의 스위치부(217)는 복수의 스위치 T1, T2를 포함하고, 각각의 스위치는 각각의 다이오드 D1, D2에 연결된다. 그리고 서브 모듈(210)의 저장부(219)는 커패시터를 포함한다.The switch portion 217 of the submodule 210 of FIGS. 10 to 13 includes a plurality of switches T1 and T2, and each switch is connected to each of the diodes D1 and D2. The storage unit 219 of the sub-module 210 includes a capacitor.

도 10 및 도 11을 참고하여 서브 모듈(210)의 충전 및 방전동작을 설명한다.The charging and discharging operations of the sub-module 210 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG.

도 10 및 도 11은 서브 모듈(210)의 커패시터 전압(Vsm) 형성을 나타낸다. Figures 10 and 11 show the capacitor voltage (Vsm) formation of the submodule 210.

도 10 및 도 11을 참고하면, 스위치부(217)의 스위치 T1은 턴온, 스위치 T2는 턴오프 된 상태를 나타낸다. 이에 따라 서브 모듈(210)은 각각의 스위치 동작에 따라 커패시터 전압을 형성할 수 있다. 10 and 11, the switch T1 of the switch unit 217 is turned on and the switch T2 is turned off. Accordingly, the sub-module 210 can form a capacitor voltage according to each switch operation.

구체적으로, 도 10을 참고하면 서브 모듈(210)에 유입되는 전류는 다이오드 D1을 거쳐 커패시터에 전달되어 커패시터 전압을 형성한다. 그리고 형성된 커패시터 전압은 커패시터에 에너지를 충전할 수 있다.10, the current flowing into the sub-module 210 is transmitted to the capacitor through the diode D1 to form a capacitor voltage. And the formed capacitor voltage can charge the capacitor with energy.

그리고 서브 모듈(210)은 충전된 에너지를 방출하는 방출 동작을 할 수 있다.And the submodule 210 may perform a discharge operation to discharge the charged energy.

구체적으로, 도 11을 참고하면 서브 모듈(210)에 충전된 에너지인 커패시터의 저장 에너지는 스위치 T1을 거쳐 출력된다. 따라서 서브 모듈(210)은 저장된 에너지를 방출할 수 있다. 11, the stored energy of the capacitor, which is the energy charged in the sub-module 210, is output through the switch T1. Thus, sub-module 210 may emit stored energy.

도 12 및 도 13을 참고하여 서브 모듈(210)의 바이패스(Bypass) 동작을 설명한다.The bypass operation of the sub-module 210 will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG.

도 12 및 도 13은 서브 모듈(210)의 영 전압 형성을 나타낸다.12 and 13 show the zero voltage formation of the submodule 210. FIG.

도 12 및 도 13을 참고하면, 스위치부(217)의 스위치 T1은 턴오프, 스위치 T2는 턴온 된 상태를 나타낸다. 이에 따라 서브 모듈(210)의 커패시터에 전류가 흐르지 않게 되어, 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있다. 12 and 13, the switch T1 of the switch unit 217 is turned off and the switch T2 is turned on. Accordingly, no current flows through the capacitor of the sub-module 210, and the sub-module 210 can form a zero voltage.

구체적으로, 도 12를 참고하면 서브 모듈(210)로 유입되는 전류는 스위치 T2를 통해 출력되어 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있다.12, the current flowing into the sub-module 210 is outputted through the switch T2 so that the sub-module 210 can form a zero voltage.

그리고 도 13을 참고하면, 서브 모듈(210)에 유입되는 전류는 다이오드 D2를 통해 출력되어 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있다.13, the current flowing into the sub-module 210 is outputted through the diode D2, and the sub-module 210 can form the zero voltage.

이처럼 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있어서, 흐르는 전류가 서브 모듈(210)에 유입되지 않고 통과하는 바이패스 동작을 수행할 수 있다.In this way, the sub-module 210 can form a zero voltage, thereby performing a bypass operation in which the flowing current does not flow into the sub-module 210.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.FIG. 14 is a block diagram showing the construction of an insulation designing apparatus for an HVDC system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 14에 도시된 바와 같이, HVDC 시스템의 절연 설계 장치(300)는 전체 시스템 모델링부(310), 영역별 모델링부(320) 및 절연 검증부(330)를 포함한다.14, the insulation designing apparatus 300 of the HVDC system includes an overall system modeling unit 310, an area-by-area modeling unit 320, and an insulation verification unit 330. As shown in FIG.

전체 시스템 모델링부(310)는 HVDC 시스템의 전체 구성을 기준으로 절연 모델을 생성한다.The overall system modeling unit 310 generates an insulation model based on the overall configuration of the HVDC system.

영역별 모델링부(320)는 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 구분한 영역별로 각각 절연 모델을 생성한다.The region-specific modeling unit 320 divides the HVDC system into a plurality of regions, and generates an isolation model for each of the divided regions.

이때, 상기 영역별 모델링부(320)를 통해 영역별 절연 모델이 생성되면, 전체 시스템 모델링부(310)는 상기 생성된 영역별 절연 모델을 기준으로 상기 전체 시스템의 절연 모델을 수정한다.At this time, if an area-specific insulation model is generated through the area-by-area modeling unit 320, the overall system modeling unit 310 corrects the insulation model of the entire system based on the generated insulation model for each area.

여기에서, 상기 전체 시스템의 절연 모델 수정은, 상기 영역별 모델링부(320)를 통해 구분된 복수의 영역 및 임피던스 변화에 따라 이루어진다.Here, the insulation model modification of the entire system is performed in accordance with a plurality of regions and impedance changes divided through the region-by-region modeling unit 320.

절연 검증부(330)는 상기 전체 시스템 모델링부(310)를 통해 최종 생성된 절연 모델과, 상기 영역별 모델링부(320)를 통해 생성된 영역별 절연 모델이 요구 내전압을 만족하는지를 검증한다.The insulation verification unit 330 verifies whether the insulation model finally generated through the overall system modeling unit 310 and the insulation model for each area generated through the area-by-area modeling unit 320 satisfy a required withstand voltage.

도 15는 도 14의 전체 시스템 모델링부의 상세 구성을 보여주는 블록도이다.15 is a block diagram showing a detailed configuration of the overall system modeling unit of FIG.

도 15를 참조하며, 상기 전체 시스템 모델링부(310)에 대해 구체적으로 설명하면, 상기 전체 시스템 모델링부(310)는 시스템 분석부(311), 제1 절연 모델링부(312), 절연 레벨 산정부(313), 제2 절연 모델링부(314), 요구 내전압 산정부(315), 기준 내전압 산정부(316), 정격 절연 레벨 산정부(317), 및 제3 절연 모델링부(318)를 포함한다.Referring to FIG. 15, the overall system modeling unit 310 includes a system analysis unit 311, a first insulation modeling unit 312, The second insulation modeling unit 313, the required withstand voltage calculation unit 315, the reference withstand voltage calculation unit 316, the rated insulation level calculation unit 317, and the third insulation modeling unit 318 .

시스템 분석부(311)는 HVDC 시스템(100)을 분석하여 HVDC 시스템(100)의 과전압 및 정격 전압을 산출한다. The system analyzer 311 analyzes the HVDC system 100 to calculate the overvoltage and the rated voltage of the HVDC system 100.

제1 절연 모델링부(312)는 상기 산출된 과전압 및 산출된 정격 전압에 기초하여 HVDC 시스템(100)을 모델링하여, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 생성한다.The first insulation modeling unit 312 models the HVDC system 100 based on the calculated overvoltage and the calculated rated voltage to generate an insulation basic model of the HVDC system 100.

절연 레벨 산정부(313)는 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정한다. The insulation level estimating unit 313 performs an insulation calculation of the insulation basic model of the HVDC system 100 to determine an insulation insulation withstand voltage suitable for performing the insulation basic model of the HVDC system 100.

제2 절연 모델링부(314)는 HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이를 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델에 적용하여, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 수정하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성한다. The second insulation modeling unit 314 applies the difference between the actual operation state of the HVDC system 100 and the insulation basic model of the HVDC system 100 to the insulation basic model of the HVDC system 100, ) To create an isolation model of the HVDC system 100. The isolation model of the HVDC system 100 is shown in FIG.

요구 내전압 산정부(315)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압을 산정한다.The required withstand voltage calculation section 315 calculates a required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100.

기준 내전압 산정부(316)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 산정한다. The reference withstand voltage calculation section 316 calculates the reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100 from the required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100. [

정격 절연 레벨 산정부(170)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 만족하는 정격 절연 레벨을 산정한다. The rated insulation level estimating unit 170 calculates a rated insulation level satisfying a reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100.

제3 절연 모델링부(318)는 영역별 모델링부(320)를 통해 생성된 영역별 절연 모델을 기초로 상기 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 수정하여 절연 모델을 생성한다.The third insulation modeling unit 318 modifies the insulation model of the HVDC system 100 based on the insulation model for each area generated through the area-specific modeling unit 320 to generate an insulation model.

이때, 제3 절연 모델링부(318)는 상기 영역별 모델링부(320)를 통해 HVDC 시스템(100)의 구분된 영역에서의 임피던스 변화에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 수정하여 수정된 절연 모델을 생성한다. At this time, the third insulation modeling unit 318 modifies the insulation model of the HVDC system 100 based on the impedance change in the divided region of the HVDC system 100 through the area-specific modeling unit 320, Create an isolation model.

도 16은 도 14의 영역별 모델링부의 상세 구성을 보여주는 블록도이다.FIG. 16 is a block diagram showing the detailed configuration of the area-specific modeling unit of FIG. 14;

도 16을 참조하면, 영역별 모델링부(320)는 자료 수집부(321), 절연 설계 영역 구분부(322), 시스템 절연 설계부(323), 영역별 제 1 모델링부(324) 및 영역별 제 2 모델링부(325)를 포함한다.16, the area-specific modeling unit 320 includes a data collecting unit 321, an insulation designation area classifying unit 322, a system insulation designing unit 323, a first modeling unit 324 for each area, 2 modeling unit 325, as shown in FIG.

자료 수집부(321)는 상기 HVDC 시스템(100)을 복수의 영역으로 구분하기 위한 자료를 수집한다. 다시 말해서, 자료 수집부(321)는 상기 HVDC 시스템(100)의 영역 구분을 위한 조건이될 자료를 수집한다.The data collection unit 321 collects data for dividing the HVDC system 100 into a plurality of areas. In other words, the data collecting unit 321 collects data to be a condition for the area classification of the HVDC system 100.

자료 수집부(321)는 HVDC 시스템(100)의 구성 및 상세 기기 사양을 검토하고, 그에 따라 설계 임피던스를 분석한다.The data collecting unit 321 analyzes the configuration and detailed device specifications of the HVDC system 100 and analyzes the design impedance accordingly.

또한, 자료 수집부(321)는 시스템 단선도를 통하여 각 설비 및 기기, 보호 설비인 피뢰기의 위치를 선정한다.Also, the data collection unit 321 selects locations of each facility, equipment, and arrester, which is a protection facility, through the system breakage diagram.

절연 설계 영역 구분부(322)는 상기 자료 수집부(321)를 통해 수집된 자료를 기초로 HVDC 시스템(100)을 복수의 영역으로 구분한다.The isolation design region classifying unit 322 divides the HVDC system 100 into a plurality of regions based on the data collected through the data collecting unit 321.

상기 절연 설계 영역 구분부(322)는 HVDC 시스템(100)을 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 송전 측 트랜스포머 파트(120), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150), 및 수요 측 트랜스포머 파트(160)로 구분할 수 있다.The insulation design region classifying unit 322 classifies the HVDC system 100 into a transmission side AC part 110, a transmission side power part 103, a DC transmission part 140, a demand side transformation part 105, Side transformer part 120, a transmission side AC-DC converter part 130, a demand side DC-AC converter part 150, and a demand side transformer part 160. The part 170, the power transmission side transformer part 120,

시스템 절연 설계부(323)는 위치별 스트레스 전압을 구분 및 정의하고, 그에 따라 상기 절연 설계 영역 구분부(322)를 통해 구분된 영역별 절연 거리를 산정한다.The system insulation designing unit 323 identifies and defines the stress voltage for each position, and calculates the insulation distance for each of the regions through the insulation designing region classifying unit 322. [

영역별 제 1 모델링부(324)는 상기 절연 설계 영역 구분부(322)를 통해 구분된 영역별로 1차 모델링을 진행한다. 여기에서, 영역별 제 1 모델링부(324)는 운전 최고 전압을 기준으로 상기 구분된 영역별 1차 모델링을 진행한다.The first modeling unit 324 for each region performs the first modeling for each of the divided regions through the insulation designation region classifying unit 322. Here, the first modeling unit for each region 324 performs the primary modeling for each divided region based on the operation maximum voltage.

영역별 제 2 모델링부(325)는 환경 요소 팩터를 적용하여 상기 1차 모델링 결과를 2차 모델링한다.The second region-specific modeling unit 325 second-model the first-order modeling result by applying an environmental factor.

이때, 영역별 제 2 모델링부(325)는 절연거리의 변화를 검토하여 영역별 절연 모델을 생성한다.At this time, the second modeling unit for each region 325 examines the change of the insulation distance and generates an insulation model for each region.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating an operation method of an insulation designing apparatus for an HVDC system according to an embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 전체 시스템 모델링부(310)는 HVDC 시스템(100)의 전체 구성에 대한 절연 모델을 생성한다(101단계).Referring to FIG. 17, the overall system modeling unit 310 generates an insulation model for the entire configuration of the HVDC system 100 (Step 101).

이어서, 영역별 모델링부(320)는 HVDC 시스템(100)의 전체 구성을 복수의 영역을 구분하고, 상기 구분한 영역별로 영역별 절연 모델을 생성한다(102단계).Next, the area-specific modeling unit 320 divides the entire configuration of the HVDC system 100 into a plurality of areas, and generates an insulation model for each area by the divided areas (step 102).

상기 영역별 절연 모델이 생성되면, 상기 전체 시스템 모델링부(310)는 상기 영역별 절연 모델을 기초로 하여 상기 구분된 영역별 임피던스 변화에 따라 상기 전체 구성에 대한 절연 모델을 수정한다(103단계).If the area-specific insulation model is generated, the overall system modeling unit 310 corrects the insulation model for the entire structure according to the impedance change of each divided area based on the insulation model for each area (step 103) .

상기와 같이, 전체 시스템의 절연 모델 및 영역별 절연 모델이 생성되면, 절연 검증부(330)는 상기 생성된 절연 모델에 대한 검증 과정을 진행한다(104단계). 상기 절연 검증 과정은, 상기 전체 시스템의 절연 모델이 요구 내전압을 만족하는지를 검증할 수 있다. 이때, 상기 검증은 절연 모델의 검증을 위한 절연 산정 수식 기반의 설계 툴을 개발하고, 상기 개발한 설계 툴을 기초로 하여 상기 생성한 절연 모델을 검증할 수 있다.When the insulation model and the insulation model for each area are generated as described above, the insulation verification unit 330 proceeds to step 104 for verifying the insulation model. The insulation verification process may verify whether the insulation model of the entire system meets a required withstand voltage. At this time, the verification can develop a design tool based on an insulation calculation formula for verification of an insulation model, and verify the insulation model based on the developed design tool.

도 18은 도 17의 전체 시스템의 절연 모델 생성 과정을 보다 구체적으로 보여주는 흐름도이다.FIG. 18 is a flowchart showing a more detailed process of generating the insulation model of the overall system of FIG.

도 18을 참조하면, 시스템 분석부(311)는 HVDC 시스템(100)을 분석하여(S201) 과전압 및 정격 전압을 산출한다(S202). 시스템 분석부(311)는 분류된 스트레스 전압, 산정된 과전압 보호 레벨, 및 절연 특성 중 적어도 하나에 기초하여 HVDC 시스템(100)을 분석하여 과전압 및 정격 전압을 산출할 수도 있다.Referring to FIG. 18, the system analyzer 311 analyzes the HVDC system 100 (S201) and calculates an overvoltage and a rated voltage (S202). The system analysis unit 311 may analyze the HVDC system 100 based on at least one of the classified stress voltage, the estimated overvoltage protection level, and the insulation characteristic to calculate the overvoltage and the rated voltage.

제1 절연 모델링부(312)는 산출된 과전압 및 산출된 정격 전압에 기초하여 HVDC 시스템(100)을 모델링하여, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 생성한다(S203).The first insulation modeling unit 312 models the HVDC system 100 based on the calculated overvoltage and the calculated rated voltage to generate an insulation basic model of the HVDC system 100 (S203).

절연 레벨 산정부(313)는 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여(S204) HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정한다(S205). 이때, 절연 레벨 산정부(313)는 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 특성, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델 상의 데이터의 통계적 분포, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 입력 데이터의 부정확성, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 구성 요소의 결합에 영향을 주는 요인 중 적어도 하나에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정할 수 있다.The insulation level calculation unit 313 performs insulation calculation of the insulation basic model of the HVDC system 100 at step S204 and determines insulation insulation withstand voltage suitable for performing the insulation basic model of the HVDC system 100 at step S205. At this time, the insulation level estimating unit 313 calculates the insulation level of the HVDC system 100 based on the insulation characteristics of the insulation basic model of the HVDC system 100, the function of the insulation basic model of the HVDC system 100, the statistical distribution of the data on the insulation basic model of the HVDC system 100, Based on at least one of the factors affecting the coupling of the components of the insulation basic model of the HVDC system 100, the inaccuracy of the input data of the insulation basic model of the HVDC system 100, An insulation calculation can be performed to determine an insulation cooperating withstand voltage suitable for performing the function of the insulation basic model of the HVDC system 100.

제2 절연 모델링부(314)는 HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이를 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델에 적용하여(S206), HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 수정하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성한다(S207). 제2 절연 모델링부(314)는 HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이 및 절연 협조 내전압에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 수정하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성할 수 있다. 이때, HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이는 HVDC 시스템(100)의 환경 요소의 차이, HVDC 시스템(100)의 구성 요소의 시험의 차이, HVDC 시스템(100)의 제품 특성의 편차, HVDC 시스템(100)의 설치 상태의 차이, HVDC 시스템(100)의 운전 수명의 차이, HVDC 시스템(100)의 안전을 위해 고려되어야 할 안전 팩터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. HVDC 시스템(100)의 절연 모델은 환경 요소 및 오염도를 고려한 절연 모델에 해당할 수 있다.The second insulation modeling unit 314 applies the difference between the actual operation state of the HVDC system 100 and the insulation basic model of the HVDC system 100 to the insulation basic model of the HVDC system 100 at step S206, The insulation model of the HVDC system 100 is generated by modifying the insulation basic model of the system 100 (S207). The second insulation modeling unit 314 corrects the insulation basic model of the HVDC system 100 based on the difference between the actual operating state of the HVDC system 100 and the state of the insulation basic model of the HVDC system 100 and the insulation co- To generate an isolation model of the HVDC system 100. At this time, the difference between the actual operating state of the HVDC system 100 and the state of the insulation basic model of the HVDC system 100 is determined by the difference of the environmental factors of the HVDC system 100, the difference of the tests of the components of the HVDC system 100, At least one of the safety factors to be considered for the safety of the HVDC system 100, the difference in the product characteristics of the HVDC system 100, the difference in the installation state of the HVDC system 100, the difference in the operating life of the HVDC system 100, . ≪ / RTI > The insulation model of the HVDC system 100 may correspond to an insulation model that takes into account the environmental factors and the degree of contamination.

요구 내전압 산정부(315)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압을 산정한다(S208).The required withstand voltage calculation section 315 calculates a required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100 (S208).

기준 내전압 산정부(316)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 산정한다(S209). 기준 내전압 산정부(316)는 시험 상태, 시험 변환 요소, 전압 범위 중 적어도 하나에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 산정할 수 있다.The reference withstand voltage calculation section 316 calculates a reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100 from the required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100 (S209). The reference withstand voltage calculation section 316 can calculate the reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100 from the required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100 based on at least one of the test state, have.

정격 절연 레벨 산정부(317)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 만족하는 정격 절연 레벨을 산정한다(S210). 이때, 정격 절연 레벨은 HVDC 시스템(100)의 하나 이상의 위치의 전압값 및 거리값을 포함할 수 있다.The rated insulation level calculation unit 317 calculates a rated insulation level that satisfies a reference withstand voltage of the insulation model of the HVDC system 100 (S210). At this time, the rated insulation level may include a voltage value and a distance value at one or more locations of the HVDC system 100.

제3 절연 모델링부(318)는 HVDC 시스템(100)의 구분된 복수의 영역에서의 임피던스 변화에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 수정하여 수정된 절연 모델을 생성한다(S211). 이때, 구분된 섹션은 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 송전 측 트랜스포머 파트(120), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150), 수요 측 트랜스포머 파트(160) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The third insulation modeling unit 318 modifies the insulation model of the HVDC system 100 based on the impedance change in the plurality of divided regions of the HVDC system 100 to generate a modified insulation model (S211). At this time, the divided sections include the transmission side AC part 110, the transmission side transformation part 103, the DC transmission part 140, the demand side transformation part 105, the demand side AC part 170, the transmission side transformer part 120, a transmission side AC-DC converter part 130, a demand side DC-AC converter part 150, and a demand side transformer part 160.

도 19는 도 17의 영역별 절연 모델 생성 과정을 보다 구체적으로 보여주는 흐름도이다.FIG. 19 is a flowchart showing a more detailed process of generating an insulation model for each region in FIG.

도 19를 참조하면, 자료 수집부(321)는 HVDC 시스템(100)을 특정 기준에 따라 복수의 영역으로 구분하기 위한 자료를 수집하고, 상기 수집한 자료를 검토한다(S301단계). 이때, 자료 수집부(321)는 HVDC 시스템 구성 및 상세 기기들의 사양을 검토하고, 그에 따라 설계 임피던스를 분석한다.Referring to FIG. 19, the data collecting unit 321 collects data for dividing the HVDC system 100 into a plurality of regions according to a specific criterion, and reviews the collected data (Step S301). At this time, the data collecting unit 321 examines the specifications of the HVDC system and the detailed devices, and analyzes the design impedance accordingly.

이후, 자료 수집부(321)는 시스템 절연 단선도 획득(302단계)하고, 그에 따라 HVDC 기기 구성 및 피뢰기 위치를 선정한다. 즉, 자료 수집부(321)는 시스템 절연 단선도를 이용하여 각 설비 및 기기, 그리고 보호 설비인 피뢰기의 위치를 선정하고, 이를 토대로 대표되는 설비를 선정한다.Thereafter, the data collecting unit 321 acquires the system insulation disconnection (step 302), and selects the HVDC device configuration and the arrester location. That is, the data collecting unit 321 selects the location of each facility and equipment, and the lightning arrester, which is a protection facility, using the system insulation cutoff diagram, and selects representative facilities based on the locations.

절연 설계 영역 구분부(322)는 상기 자료 수집부(321)를 통해 수집된 자료들을 이용하여 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분한다(303단계). 절연 설계 영역 구분부(322)는 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 송전 측 트랜스포머 파트(120), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150), 수요 측 트랜스포머 파트(160)와 같은 영역으로 HVDC 시스템을 구분할 수 있다.The isolation design region classifying unit 322 classifies the HVDC system into a plurality of regions using the data collected through the data collecting unit 321 (Step 303). The insulation designation region classifying section 322 includes a transmission side AC part 110, a transmission side transformation part 103, a DC transmission part 140, a demand side transformation part 105, a demand side AC part 170, The HVDC system can be divided into areas such as the transformer part 120, the transmission AC-DC converter part 130, the demand side DC-AC converter part 150, and the demand side transformer part 160.

이어서, 시스템 절연 설계부(323)는 HVDC 시스템(100)의 위치별 스트레스 전압을 구분 및 정의하고, 그에 따라 상기 구분된 영역별 절연 거리를 산정하여 시스템 절연을 설계한다(304단계). 이때, 상기 절연 거리는 상기 구분된 영역별로 뇌 임펄스, 스위칭 임펄스 등 스트레스 전압을 구분하여 적용함으로써 산정될 수 있다.Next, the system insulation designing section 323 identifies and defines the stress voltage for each position of the HVDC system 100, and designates system insulation by calculating the insulation distances for each of the divided areas according to the stress voltage. At this time, the insulation distance can be estimated by separately applying a stress voltage such as a brain impulse, a switching impulse, or the like to the divided regions.

또한, 시스템 절연 설계부(323)는 기기별 임피던스 특성의 최고값을 기준으로 상기 구분한 영역별 등가 임피던스 단선도 획득한다(305단계).In addition, the system insulation designing unit 323 also obtains the discrete impedance line breakdown for each of the areas based on the maximum value of the impedance characteristics of each device (step 305).

그리고, 영역별 제 1 모델링부(324)는 운전 최고 전압을 기준으로 상기 구분된 영역별로 1차 모델링을 진행하여 절연 모델을 생성한다(306단계).In operation 306, the first modeling unit 324 performs an initial modeling for each of the divided regions based on the operation maximum voltage.

이어서, 영역별 제 2 모델링부(325)는 환경 요소를 고려하여 상기 구분된 영역별로 2차 모델링을 진행하여 상기 생성된 절연 모델을 수정한다(307단계).Next, in step 307, the second modeling unit 325 performs the secondary modeling for each of the divided areas in consideration of the environmental factors, and modifies the generated insulation model.

실시예에 따르면, 절연 설계 모델링을 하여 실제 시스템에 절연 설계 값을 적용할 때, 편의성을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide convenience when insulating design is modeled and an insulation design value is applied to an actual system.

실시예에 따르면, 시스템 설계, 전압, 환경 요소, 오염도가 변하는 경우 모든 변수를 재설계해야하는 불편함을 제거하여 절연 설계 적용의 편의성을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide the convenience of insulation design application by eliminating the inconvenience of redesigning all the parameters when the system design, the voltage, the environmental factor, and the contamination degree are changed.

실시예에 따르면, 절연 설계의 번거로움을 없애기 위해 모델링을 통하여 인가 전압 변동에 대한 절연 값을 구하여 절연 설계의 편의성 및 설계의 번거로움을 제거할 수 있다.According to the embodiment, in order to eliminate the hassle of the insulation design, the insulation value for the applied voltage variation can be obtained through modeling, thereby eliminating the convenience of the insulation design and the hassle of designing.

실시 예에 따르면, HVDC 절연설계와 관련하여 절연 모델을 개발하고, 절연 설계 절차에 적용하여 설계를 검증함으로써 기존의 설계 방식에 비해 설계 근거에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the reliability of the design basis can be improved as compared with the existing design method by developing an insulation model in relation to the HVDC insulation design and verifying the design by applying it to the insulation design procedure.

실시 예에 따르면, 모델이 없는 기존의 방식과 비교하여 새로운 시스템의 설계 또는 설계에 영향을 주는 요소가 발생하였을 경우 많은 시간과 비용을 투자해 재설계를 해야 하는 번거로움을 줄일수 있다. According to the embodiment, it is possible to reduce the inconvenience of re-designing by investing a lot of time and cost when factors affecting the design or design of the new system are generated as compared with the existing method without the model.

실시 예에 따르면, 전체 시스템을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 구분된 영역별로 절연 설계 모델링을 진행함으로써, 설계 대상 시스템이 변경되는 경우에 전체 시스템에 대한 절연 설계를 재해석하지 않고 변경된 영역에 대해서만 별도로 절연 설계 모델링을 진행해도 됨에 따른 절연 설계 적용의 편의성을 달성할 수 있다.According to the embodiment, the entire system is divided into a plurality of regions, and the insulation design modeling is performed for each of the divided regions. Thus, when the design target system is changed, the insulation design for the entire system is not reinterpreted, The insulation design modeling can be carried out separately, and the convenience of the insulation design application can be achieved.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 영역별 절연 설계 모델 및 검증의 일 예를 보여주는 도면이다.20 is a diagram showing an example of an insulation design model and verification according to an embodiment of the present invention.

도 20은 송전측 교류 파트(110)의 상단 단지락 사고 발생을 모의한 것으로, 고장 상황 시의 고장 전압 및 전류를 모의 가능한 절연 설계 모델의 일 예이다.20 is an example of an insulation design model that simulates the occurrence of an upper-side short-circuit accident of the transmission-side AC part 110, which can simulate a fault voltage and current in a fault situation.

(a)는 입력 전원이고, (b)는 고장 상황 시에 발생하는 전류 변화를 나타낸 것이며, (c)는 고장 상황 시에 발생하는 전압 변화를 나타낸 것이다.(a) shows an input power source, (b) shows a current change occurring in a fault situation, and (c) shows a voltage change occurring in a fault situation.

일반적으로 절연 설계는 전압을 기준으로 이루어지며, 이에 따라 상기 (c)에 나타난 바와 같이, 정상 상태에서의 절연 설계가 아닌 고장 상태에서의 상태 값을 적용하여 절연 설계가 이루어진다.In general, the insulation design is based on the voltage, and as shown in (c) above, the insulation design is performed by applying the state values in the fault state, not the insulation design in the steady state.

상기와 같이 기재된 실시예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The embodiments described above are not limited to the configurations and methods described above, but the embodiments may be configured by selectively combining all or a part of the embodiments so that various modifications can be made.

Claims (13)

고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템의 절연 설계를 수행하는 절연 설계 장치에 있어서,
상기 HVDC 시스템의 전체 시스템에 대한 절연 모델을 생성하는 제 1 절연 모델 생성부;
상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 구분한 영역별로 절연 모델을 생성하는 제 2 절연 모델 생성부; 및
상기 제 1 절연 모델 생성부를 통해 생성된 절연 모델과, 상기 제 2 절연 모델 생성부를 통해 생성된 영역별 절연 모델이 요구 내전압을 만족하는지 검증하는 절연 검증부를 포함하며,
상기 제 2 절연 모델 생성부는,
시스템 단선도를 통하여 상기 HVDC 시스템의 각 설비, 기기 및 피뢰기의 위치를 선정하여 상기 HVDC 시스템에서 대표되는 설비를 선정하고, 상기 선정된 대표 설비를 기준으로 상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하며, 상기 구분된 영역별로 절연 모델을 생성하는
절연 설계 장치.An insulation design apparatus for performing insulation design of a high voltage direct current transmission (HVDC) system,
A first insulation model generation unit for generating an insulation model for the entire system of the HVDC system;
A second insulation model generation unit for dividing the HVDC system into a plurality of regions and generating an insulation model for each of the divided regions; And
And an insulation verification unit for verifying whether the insulation model generated through the first insulation model generation unit and the insulation model for each area generated through the second insulation model generation unit satisfy a required withstand voltage,
Wherein the second insulation model generation unit comprises:
The HVDC system is divided into a plurality of areas on the basis of the selected representative facility, and the plurality of areas are divided into a plurality of areas, An insulation model is generated for each of the divided areas
Insulation design device. 제 1항에 있어서,
상기 제 2 절연 모델 생성부는,
상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하기 위한 자료를 수집하는 자료 수집부와,
상기 수집된 자료를 기초로 상기 HVDC 시스템을 복수의 영역으로 구분하는 절연 설계 영역 구분부와,
상기 절연 설계 영역 구분부를 통해 구분된 복수의 영역의 각각에 대한 절연 모델을 생성하는 절연 모델링부를 포함하는
절연 설계 장치.The method according to claim 1,
Wherein the second insulation model generation unit comprises:
A data collection unit for collecting data for dividing the HVDC system into a plurality of regions,
An insulation design region classifying unit for classifying the HVDC system into a plurality of regions based on the collected data;
And an insulation modeling unit for generating an insulation model for each of the plurality of regions divided through the insulation design region classifying unit
Insulation design device. 제 2항에 있어서,
상기 절연 설계 영역 구분부는,
상기 HVDC 시스템을 송전 측 교류 파트, 송전 측 변전 파트, 직류 송전 파트, 수요 측 변전 파트, 수요 측 교류 파트, 송전 측 트랜스포머 파트, 송전 측 교류-직류 컨버터 파트, 수요 측 직류-교류 컨버터 파트 및 수요 측 트랜스포머 파트 중 적어도 2개 이상을 포함하는 영역으로 구분하는
절연 설계 장치.3. The method of claim 2,
The insulated-design-region classifying unit includes:
The HVDC system is divided into a transmission side AC part, a transmission side transmission part, a DC transmission part, a demand side transmission part, a demand side AC part, a transmission side transformer part, a transmission side AC-DC converter part, a demand side DC- Side transformer parts are divided into areas including at least two
Insulation design device. 제 2항에 있어서,
상기 제 2 절연 모델 생성부는,
상기 구분된 영역별로 스트레스 전압을 구분하여 적용하고, 상기 적용된 스트레스 전압을 기준으로 상기 구분된 영역별 절연 거리를 산정하는 시스템 절연 설계부를 더 포함하는
절연 설계 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the second insulation model generation unit comprises:
Further comprising: a system isolation designing unit for dividing and applying a stress voltage to each of the divided regions and calculating an insulation distance for each of the divided regions based on the applied stress voltage,
Insulation design device. 제 2항에 있어서,
상기 제 2 절연 모델 생성부는,
운전 최고 전압을 기준으로 상기 구분된 영역별로 절연 모델을 생성하는 영역별 제 1 모델링부와,
환경 요소 팩터를 토대로 절연 거리 변화를 검토하여 상기 제 1 모델링부를 통해 생성된 영역별 절연 모델을 수정하는 영역별 제 2 모델링부를 포함하는
절연 설계 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the second insulation model generation unit comprises:
A first modeling unit for each region for generating an insulation model for each of the divided regions on the basis of a driving maximum voltage,
And a second modeling unit for each region for examining the insulation distance change based on the environmental factor and modifying the insulation model for each region generated through the first modeling unit
Insulation design device. 제 1항에 있어서,
상기 제 1 절연 모델 생성부는,
상기 HVDC 시스템의 과전압 및 상기 정격 전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템을 모델링하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 생성하는 제1 절연 모델링부와,
상기 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정하는 절연 레벨 산정부와,
상기 절연 협조 내전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 수정하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는 제2 절연 모델링부와,
상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 기준 내전압을 만족하는 정격 절연 레벨을 산정하는 정격 절연 레벨 산정부와,
상기 HVDC 시스템을 분석하여 상기 HVDC 시스템의 과전압 및 정격 전압을 산출하는 시스템 분석부를 포함하는
절연 설계 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first insulation model generation unit comprises:
A first insulation modeling unit for modeling the HVDC system based on the overvoltage and the rated voltage of the HVDC system to generate an insulation basic model of the HVDC system;
An insulation level estimating unit for determining an insulation cooperative withstand voltage suitable for performing the function of the insulation basic model of the HVDC system by performing insulation calculation of the insulation basic model;
A second insulation modeling unit for modifying an insulation basic model of the HVDC system based on the insulation cooperative withstand voltage to generate an insulation model of the HVDC system;
A rated insulation level calculating section for calculating a rated insulation level satisfying a reference withstand voltage of an insulation model of the HVDC system;
And a system analysis unit for analyzing the HVDC system and calculating an overvoltage and a rated voltage of the HVDC system
Insulation design device. 제 6항에 있어서,
상기 제 1 절연 모델 생성부는,
상기 제 2 절연 모델 생성부를 통해 생성된 영역별 절연 모델을 토대로 상기 영역별 임피던스 변화에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 수정하여 수정된 절연 모델을 생성하는 제3 절연 모델링부를 더 포함하는
절연 설계 장치. The method according to claim 6,
Wherein the first insulation model generation unit comprises:
And a third insulation modeling unit for modifying the insulation model of the HVDC system based on the change in impedance for each area based on the insulation model for each area generated through the second insulation model generation unit to generate a modified insulation model
Insulation design device. 제 6항에 있어서,
상기 제2 절연 모델링부는 상기 HVDC 시스템의 실제 운전 상태와 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 상태의 차이 및 절연 협조 내전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 수정하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는
절연 설계 장치.The method according to claim 6,
The second insulation modeling unit modifies the insulation basic model of the HVDC system based on the difference between the actual operation state of the HVDC system and the insulation basic model of the HVDC system and the insulation cooperative withstand voltage to generate an insulation model of the HVDC system doing
Insulation design device. 제8항에 있어서,
상기 HVDC 시스템의 실제 운전 상태와 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 상태의 차이는 환경 요소의 차이, 구성 요소의 시험의 차이, 제품 특성의 편차, 설치 상태의 차이, 운전 수명의 차이, 안전을 위해 고려되어야 할 안전 팩터 중 적어도 하나를 포함하는
절연 설계 장치.9. The method of claim 8,
The difference between the actual operation state of the HVDC system and the state of the insulation basic model of the HVDC system is determined by the difference of the environmental factors, the difference of the test of the components, the deviation of the product characteristic, the difference of the installation state, And at least one of the safety factors to be considered
Insulation design device. 제 6항에 있어서,
상기 제 1 절연 모델 생성부는,
상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 요구 내전압을 산정하는 요구 내전압 산정부와,
상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 기준 내전압을 산정하는 기준 내전압 산정부를 더 포함하는
절연 설계 장치.The method according to claim 6,
Wherein the first insulation model generation unit comprises:
A required withstand voltage calculating section for calculating a required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system;
Further comprising a reference withstand voltage calculation unit for calculating a reference withstand voltage of an insulation model of the HVDC system from a required withstand voltage of the insulation model of the HVDC system
Insulation design device. 제10항에 있어서,
상기 기준 내전압 산정부는 시험 상태, 시험 변환 요소, 전압 범위 중 적어도 하나에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 기준 내전압을 산정하는
절연 설계 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the reference withstand voltage calculation section calculates a reference withstand voltage of an insulation model of the HVDC system from a required withstand voltage of an insulation model of the HVDC system based on at least one of a test state,
Insulation design device. 제6항에 있어서,
상기 정격 절연 레벨은 상기 HVDC 시스템의 하나 이상의 위치의 전압값 및 거리값을 포함하는
절연 설계 장치.The method according to claim 6,
Wherein the rated insulation level comprises a voltage value and a distance value at one or more locations of the HVDC system
Insulation design device. 제6항에 있어서,
상기 절연 레벨 산정부는 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 절연 특성, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 기능, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델 상의 데이터의 통계적 분포, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 입력 데이터의 부정확성, 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 구성 요소의 결합에 영향을 주는 요인 중 적어도 하나에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하는
절연 설계 장치.The method according to claim 6,
The insulation level estimating unit may calculate the insulation level of the insulation basic model of the HVDC system, the insulation basic model of the HVDC system, the function of the insulation basic model of the HVDC system, the statistical distribution of the data on the insulation basic model of the HVDC system, Performing insulation calculations of the insulation basic model of the HVDC system based on at least one of the factors affecting the combination of components of the insulation basic model of the HVDC system
Insulation design device.
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